專利名稱：自動平衡裝置的制作方法
技術領域：
本發(fā)明涉及一種可抑止電機等的回轉(zhuǎn)體回轉(zhuǎn)時所產(chǎn)生的轉(zhuǎn)軸振擺的自動平衡裝置。
在計算機等的電氣制品中，常見的是采用由電機等回轉(zhuǎn)驅(qū)動回轉(zhuǎn)體的結(jié)構(gòu)。例如，計算機和CD收錄兩用機等中具有的記錄再生裝置中的回轉(zhuǎn)驅(qū)動對象是記錄媒介物，即磁盤。近年來，對這種記錄再生裝置的要求已達到了6000-10000轉(zhuǎn)/分鐘(rpm)的超高速轉(zhuǎn)速。因此，當回轉(zhuǎn)體的回轉(zhuǎn)在超過共振頻率以上的高速回轉(zhuǎn)時，會使回轉(zhuǎn)體產(chǎn)生振動，發(fā)生回轉(zhuǎn)振擺(軸振擺)，出現(xiàn)跟蹤誤差等各種不良現(xiàn)象。
為消除上述問題，例如，在日本專利特開平10-257710號公報上公開了一種回轉(zhuǎn)操作裝置等。

圖10為裝有上述日本專利特開平10-257710號公報所載回轉(zhuǎn)操作裝置的主軸電機的縱剖視圖，圖11為回轉(zhuǎn)操作裝置主要部分的剖視圖。
如圖10所示，主軸電機51具有固定在輪轂52上的定子53、與定子53對向配置、設有永久磁鐵54a的轉(zhuǎn)子54、及固定在轉(zhuǎn)子54的回轉(zhuǎn)中心部位的主軸55。當定子53通電磁化后，在定子53與轉(zhuǎn)子54之間產(chǎn)生使轉(zhuǎn)子54回轉(zhuǎn)的磁場，轉(zhuǎn)子54與主軸55一起回轉(zhuǎn)。
如圖10和圖11所示，回轉(zhuǎn)操作裝置56的結(jié)構(gòu)具有將主軸電機51的主軸55穿通內(nèi)部安裝在主軸55上的殼體57和轉(zhuǎn)臺(未圖示)，殼體58和轉(zhuǎn)臺與主軸55一起回轉(zhuǎn)。
在殼體57內(nèi)形成沿軸周圍的圓環(huán)狀空間，在該空間的最內(nèi)周部配置圓盤狀的磁鐵58。該磁鐵58在垂直的方向(主軸55的軸向)上形成2極磁化。另外，在殼體57空間內(nèi)的磁鐵58的外周上，設有多個由磁性體構(gòu)成的平衡球59。由此，平衡球59由磁力被吸引在磁鐵58的外周面上固定。
這種結(jié)構(gòu)的回轉(zhuǎn)操作裝置56在主軸電機51啟動時，可在平衡球59被固定在磁鐵58外周面的狀態(tài)下與主軸55(轉(zhuǎn)子54)一起回轉(zhuǎn)。并且，當主軸55(轉(zhuǎn)子54)轉(zhuǎn)速逐漸上升，一旦超過共振頻率的轉(zhuǎn)速時，平衡球59與磁鐵58分離，移動到殼體57的外周壁57a一側(cè)。由此，平衡球59就可起到抑止主軸55(轉(zhuǎn)子54)回轉(zhuǎn)振擺的作用。
如上所述，日本專利特開平10-257710號公報記載的回轉(zhuǎn)操作裝置56的作用是當主軸電機51的主軸55(轉(zhuǎn)臺54)的轉(zhuǎn)速增加，一旦超過共振頻率的轉(zhuǎn)速時，可抑制主軸55(轉(zhuǎn)子54)的回轉(zhuǎn)振擺，由此可防止跟蹤誤差。
然而，這種裝置的結(jié)構(gòu)僅僅在磁鐵58的外周面進行主軸55的軸向上的2極磁化，這樣，當轉(zhuǎn)速低于共振頻率時，平衡球59是被固定在磁鐵58的外周面上的。因此，當主軸51停止時，就有可能使平衡球59不是均等地配置在磁鐵58的外周面上，例如被聚集在1個部位。其結(jié)果，當電機啟動時會使回轉(zhuǎn)重心偏移，引起回轉(zhuǎn)失衡，使啟動時的回轉(zhuǎn)特性降低。
又，由于平衡球59僅僅由磁力固定在圓盤狀磁鐵58的圓狀的外周面上，因此，磁鐵58對平衡球59切線方向的約束力很弱，使回轉(zhuǎn)初期的固定力(保持力)減弱，因離心力的作用容易移動到圓周方向。除了產(chǎn)生回轉(zhuǎn)重心偏移的現(xiàn)象之外，還存在著平衡球59相互間碰撞而產(chǎn)生碰撞聲的問題。另外，回轉(zhuǎn)初期的平衡球59的移動會起到加大回轉(zhuǎn)重心偏移的作用，也會降低啟動時的回轉(zhuǎn)特性。
又，在上述回轉(zhuǎn)操作裝置56中，當轉(zhuǎn)子54的轉(zhuǎn)速超過共振頻率后，雖然可抑止如上所述的回轉(zhuǎn)振擺，但其后當轉(zhuǎn)子的轉(zhuǎn)速繼續(xù)上升達到高速化，一旦超過某一所定值，就無法阻止回轉(zhuǎn)振擺。即，平衡球59處在同一半徑位置上，藉由圓周方向上的移動可抑止回轉(zhuǎn)振擺的回轉(zhuǎn)范圍由于被限定在所定的回轉(zhuǎn)頻率波段內(nèi)，因此，在超過某一所定值的高速回轉(zhuǎn)中，就會發(fā)生不能有效發(fā)揮抑止回轉(zhuǎn)振擺的效果的問題。
若將轉(zhuǎn)子54的共振頻率設定得高一些，由可以相應于更高速的回轉(zhuǎn)范圍來抑止回轉(zhuǎn)振擺。然而，若進行了這樣的設定，則在未到達共振頻率之前，平衡球59沒有抑止回轉(zhuǎn)振擺的功能，反而起到了增大回轉(zhuǎn)振擺的作用，因此，出現(xiàn)了在低于共振頻率以下的低速回轉(zhuǎn)時的回轉(zhuǎn)振擺問題。
鑒于上述問題，本發(fā)明目的在于提供一種自動平衡裝置，所述自動平衡裝置可在電機停止時，使平衡用的平衡球可以均等間距振動、并固定(保持)于磁鐵外周面上，且其固定可靠，可以防止啟動時的回轉(zhuǎn)特性低下。
又，本發(fā)明目的還在于提供一種自動平衡裝置，所述自動平衡裝置在回轉(zhuǎn)體的轉(zhuǎn)速無論以低于共振頻率的低速回轉(zhuǎn)、還是高于共振頻率并超過所定值的超高速回轉(zhuǎn)等時，以及在其它任何狀態(tài)下，都能隨時與其轉(zhuǎn)速相對應地抑制回轉(zhuǎn)振擺。
為實現(xiàn)上述目的，本發(fā)明系這樣一種自動平衡裝置，所述自動平衡裝置包括固定在由驅(qū)動源轉(zhuǎn)動的支承軸上、并與該支承軸一體回轉(zhuǎn)的殼體，配置在該殼體形成的內(nèi)部空間的徑向內(nèi)側(cè)的環(huán)狀磁鐵，及可在殼體內(nèi)部空間內(nèi)移動、并由環(huán)狀磁鐵的磁力吸引的多個磁性體構(gòu)成的平衡構(gòu)件；所述自動平衡裝置在與殼體一體回轉(zhuǎn)的回轉(zhuǎn)體的回轉(zhuǎn)頻率超過共振頻率時，可抑止回轉(zhuǎn)體的振動，其特征在于，在環(huán)狀磁鐵的外周側(cè)設有平面部。
為此，在回轉(zhuǎn)體停止時和回轉(zhuǎn)初期等、回轉(zhuǎn)體的回轉(zhuǎn)頻率處于共振頻率以下之時，與以往具有圓狀外周面的結(jié)構(gòu)相比，平衡構(gòu)件很難向圓周方向移動。其結(jié)果，可防止因多個平衡構(gòu)件都集中在1個部位，對回轉(zhuǎn)初期的回轉(zhuǎn)體回轉(zhuǎn)動作帶來不良影響；或者各平衡構(gòu)件碰撞時發(fā)出碰撞聲之類的問題。
本發(fā)明的又一方面是，在上述自動平衡裝置的基礎上，在環(huán)狀磁鐵的外周側(cè)設置與平衡構(gòu)件數(shù)相同數(shù)量的平面部。為此，由于由磁性體形成的各平衡構(gòu)件在回轉(zhuǎn)體停止時和回轉(zhuǎn)初期可用環(huán)狀磁鐵的各平面部保持，因此，能更加可靠地防止回轉(zhuǎn)停止等時的各平衡構(gòu)件都集中固定在1個部位上造成的重心偏移現(xiàn)象。又，由于不必象以往那樣固定在圓筒狀構(gòu)件的外周面，而是在各平面部各自固定各平衡構(gòu)件，由此，可阻止回轉(zhuǎn)初期的各平衡構(gòu)件向圓周方向的移動，藉此，可防止各平衡構(gòu)件相互間的碰撞。
本發(fā)明的又一方面是，所述自動平衡裝置包括固定在由驅(qū)動源轉(zhuǎn)動的支承軸上、并與該支承軸一體回轉(zhuǎn)的殼體，配置在該殼體形成的內(nèi)部空間直徑方向內(nèi)側(cè)上的環(huán)狀磁鐵，以及可在殼體的內(nèi)部空間移動并利用環(huán)狀磁鐵磁力吸引、由多個磁性體構(gòu)成的平衡構(gòu)件，所述自動平衡裝置的作用是，當與殼體一體回轉(zhuǎn)的回轉(zhuǎn)體回轉(zhuǎn)頻率超過共振頻率時，可抑止回轉(zhuǎn)體的振動；其特征在于，在環(huán)狀磁鐵的外周側(cè)形成與平衡構(gòu)件相同數(shù)量或多于平衡構(gòu)件數(shù)的磁化部。
因此，與以往的主軸軸向上2極磁化的結(jié)構(gòu)相比，平衡構(gòu)件的環(huán)狀磁鐵外周側(cè)上的保持得到了加強，回轉(zhuǎn)初期的平衡構(gòu)件難以向圓周方向移動。其結(jié)果，可防止因多個平衡構(gòu)件都集中在1個部位、由此造成對回轉(zhuǎn)初期的回轉(zhuǎn)體回轉(zhuǎn)動作不良影響，及各平衡構(gòu)件碰撞時發(fā)出碰撞聲之類的問題。
另外，當磁化部與平衡構(gòu)件的數(shù)量一致時，由于由磁性體形成的各平衡構(gòu)件在回轉(zhuǎn)體停止時和回轉(zhuǎn)初期是用環(huán)狀磁鐵的各磁化部保持的，因此，可防止在回轉(zhuǎn)停止等時，各平衡構(gòu)件都集中固定在1個部位上造成的重心偏移現(xiàn)象。并且，由于各平衡構(gòu)件分別由各磁化部固定，因此可更加有力地阻止回轉(zhuǎn)初期的各平衡構(gòu)件向圓周方向的移動，由此可防止各平衡構(gòu)件相互間的碰撞。
又，本發(fā)明的其它方面是，在上述自動平衡裝置的基礎上，沿著環(huán)狀磁鐵的外周面設置緩沖構(gòu)件，該緩沖構(gòu)件不僅可防止平衡構(gòu)件直接與環(huán)狀磁鐵碰撞，并且可緩和平衡構(gòu)件碰撞時的沖擊。在緩沖構(gòu)件的外周面設有平面部，與該平面部相對應，在環(huán)狀磁鐵上設置徑向的磁化部。因此，不會因環(huán)狀磁鐵與平衡構(gòu)件的碰撞造成破損或傷疵，可進一步減小碰撞聲。又由于在緩沖構(gòu)件的外周面設置平面部，故可阻止回轉(zhuǎn)初期等時的平衡構(gòu)件向圓周方向的移動，避免平衡構(gòu)件相互間的碰撞。
又，本發(fā)明的其它方面是，在上述自動平衡裝置的基礎上，緩沖構(gòu)件由磁性構(gòu)件形成。因此，利用環(huán)狀磁鐵磁力的吸引力不會因中間隔有緩沖構(gòu)件而減小，可確實保持各平衡構(gòu)件。
又，本發(fā)明的其它方面是，在上述自動平衡裝置的基礎上，在環(huán)狀磁鐵的外周側(cè)形成圍住支承軸的正多邊形。為此，可在環(huán)狀磁鐵的外側(cè)更加均等地配置各平衡構(gòu)件。
為實現(xiàn)上述的另一目的，在本發(fā)明中，所述自動平衡裝置包括固定在由驅(qū)動源轉(zhuǎn)動的支承軸上、并與該支承軸一體回轉(zhuǎn)的殼體，和配置在該殼體形成的內(nèi)部空間的多個可移動的平衡構(gòu)件；其作用是當與殼體一體回轉(zhuǎn)的回轉(zhuǎn)體的回轉(zhuǎn)頻率超過共振頻率時，可抑制回轉(zhuǎn)體的振動。其特征在于，在上述自動平衡裝置中，在其殼體內(nèi)設置有保持部、第1作用部和第2作用部。所述保持部可阻止回轉(zhuǎn)體停止時和回轉(zhuǎn)初期的多個平衡構(gòu)件向徑向外側(cè)的移動。所述第1作用部的作用是在回轉(zhuǎn)體的回轉(zhuǎn)頻率超過共振頻率、多個平衡構(gòu)件克服保持部的保持力、向徑向外側(cè)移動之時，可以防止其朝向徑向外側(cè)的移動超出一定的范圍，藉此抑止回轉(zhuǎn)體的振動。所述第2作用部的作用是在回轉(zhuǎn)體的回轉(zhuǎn)頻率超過共振頻率之后再超出所定的數(shù)值，多個平衡構(gòu)件向徑向外側(cè)作進一步移動之時，可防止其朝向徑向外側(cè)的移動超出一定范圍，藉此，可以抑制以超過一定數(shù)值的回轉(zhuǎn)頻率進行回轉(zhuǎn)的回轉(zhuǎn)體的振動。
為此，其作用是在回轉(zhuǎn)體的回轉(zhuǎn)頻率超過共振頻率之時，平衡構(gòu)件從回轉(zhuǎn)停止時和低速回轉(zhuǎn)時的保持位置向第1作用部移動，以抑止回轉(zhuǎn)體的振動和回轉(zhuǎn)振擺，同時，在回轉(zhuǎn)體高速化運轉(zhuǎn)時，又可使平衡構(gòu)件從第1作用部移至第2作用部，以抑止高速化的回轉(zhuǎn)體的回轉(zhuǎn)振擺。由此，可適應共振頻率的以上很寬的回轉(zhuǎn)區(qū)域來抑止回轉(zhuǎn)振擺。另外，通過設定回轉(zhuǎn)體較低的共振頻率，還可抑止低速回轉(zhuǎn)時回轉(zhuǎn)振擺的增加。
又，本發(fā)明的另一方面的結(jié)構(gòu)是在上述自動平衡裝置的基礎上，在徑向的不同位置上設置若干個第2作用部，當多個平衡構(gòu)件超越配置在經(jīng)向內(nèi)側(cè)的第2作用部向徑向外側(cè)移動之時，由配置在徑向外側(cè)的第2作用部來防止其朝向徑向外側(cè)的移動超過一定的范圍。由此，不僅可抑止超過共振頻率的回轉(zhuǎn)振擺，并且在抑制后又可進一步抑止高速化的回轉(zhuǎn)頻率的回轉(zhuǎn)振擺，可適應很寬的回轉(zhuǎn)區(qū)域。
又，本發(fā)明的另一方面的結(jié)構(gòu)是在上述自動平衡裝置的基礎上，由磁性體構(gòu)成平衡構(gòu)件，同時，由配置在殼體內(nèi)部空間的徑向內(nèi)側(cè)的環(huán)狀磁鐵構(gòu)成保持部。由此，可以簡單的結(jié)構(gòu)進行回轉(zhuǎn)體停止時和低速回轉(zhuǎn)時的保持。
又，本發(fā)明的另一方面的結(jié)構(gòu)是在上述自動平衡裝置的基礎上，保持部由在殼體內(nèi)部一側(cè)的面上形成多個平衡構(gòu)件的臺階狀的階梯部構(gòu)成。因此，可以簡單的結(jié)構(gòu)來進行回轉(zhuǎn)體停止時和低速回轉(zhuǎn)時的保持。
又，本發(fā)明的另一方面的結(jié)構(gòu)是在上述自動平衡裝置的基礎上，保持部由在殼體內(nèi)部空間的徑向內(nèi)側(cè)、且形成于殼體內(nèi)部一側(cè)面上的溝槽所構(gòu)成。為此，可以簡單的結(jié)構(gòu)來進行回轉(zhuǎn)體停止時和低速回轉(zhuǎn)時的保持。
又，本發(fā)明的另一方面的結(jié)構(gòu)是在保持部上設置可阻止向平衡構(gòu)件圓周方向移動的阻止裝置。由此，當平衡構(gòu)件處于共振頻率以下的低速回轉(zhuǎn)時，可抑止向圓周方向移動所帶來的回轉(zhuǎn)振擺增大的現(xiàn)象。
又，本發(fā)明的另一方面的結(jié)構(gòu)是在上述自動平衡裝置的基礎上，第1和第2作用部中的至少1個作用部由分別在各自殼體內(nèi)部一側(cè)的面上所形成平衡構(gòu)件臺階狀的階梯部構(gòu)成。由此，可以簡單的結(jié)構(gòu)來抑制共振頻率以上的高速化的回轉(zhuǎn)體的回轉(zhuǎn)振擺。
又，本發(fā)明的另一方面的結(jié)構(gòu)是在上述自動平衡裝置的基礎上，構(gòu)成第1和第2作用部的各階梯部高度設定為大致與配置在殼體徑向外側(cè)的物體一樣高。因此，在徑向外側(cè)產(chǎn)生作用的同時，雖然平衡構(gòu)件切線方向的壓力增大，但能充分克服該壓力，防止平衡構(gòu)件向徑向外側(cè)脫出。
又，本發(fā)明的另一方面的結(jié)構(gòu)是在上述自動平衡裝置的基礎上，構(gòu)成第1和第2作用部的各階梯部的臺階角度設定為大致與配置在殼體徑向外側(cè)的構(gòu)體一樣的豎立角度。由此，在徑向外側(cè)產(chǎn)生作用的同時，雖然平衡構(gòu)件切線方向上的壓力增大，但能充分克服該壓力，以防止平衡構(gòu)件向徑向外側(cè)脫出。
又，本發(fā)明的另一方面的結(jié)構(gòu)是在上述自動平衡裝置的基礎上，殼體一側(cè)面的各階梯部間由其高度朝向殼體徑向的外側(cè)而升高的緩斜面構(gòu)成。由此，隨著回轉(zhuǎn)體的回轉(zhuǎn)頻率(速度)減小，平衡構(gòu)件可很容易沿著緩斜面向徑向內(nèi)側(cè)返回，更加便于平衡構(gòu)件在與轉(zhuǎn)速相配合的位置上發(fā)揮作用。
附圖的簡單說明圖1為本發(fā)明第1實施形態(tài)的自動平衡裝置與轉(zhuǎn)子一體組裝的主軸電機縱剖視圖。
圖2為圖1的自動平衡裝置部分的Ⅱ-Ⅱ剖視圖。
圖3為圖1自動平衡裝置的環(huán)狀磁鐵軸側(cè)圖。
圖4為本發(fā)明第2實施形態(tài)的自動平衡裝置與轉(zhuǎn)子一體組裝的主軸電機縱剖視圖。
圖5為圖4的自動平衡裝置部分的Ⅱ-Ⅱ剖視圖。
圖6為本發(fā)明第2實施形態(tài)的表示自動平衡裝置產(chǎn)生作用時的回轉(zhuǎn)體的回轉(zhuǎn)振動與轉(zhuǎn)速之間關系的曲線圖。
圖7為本發(fā)明第2實施形態(tài)的表示自動平衡裝置第1變形例的半個裝置剖視圖。
圖8為本發(fā)明第2實施形態(tài)的表示自動平衡裝置第2變形例的半個裝置剖視圖。
圖9為本發(fā)明第2實施形態(tài)的表示自動平衡裝置第3變形例的半個裝置剖視圖。
圖10為傳統(tǒng)技術的具有回轉(zhuǎn)操作裝置的主軸電機縱剖視圖。
圖11為圖10的回轉(zhuǎn)操作裝置部分的Ⅶ-Ⅶ剖視圖。
下面結(jié)合附圖，詳細說明本發(fā)明的實施形態(tài)。
圖1表示本實施形態(tài)的具有自動平衡裝置的主軸電機。該主軸電機是CD和光磁盤等圓盤狀記錄媒體回轉(zhuǎn)操作用的驅(qū)動裝置一部分，用作回轉(zhuǎn)操作記錄媒體的驅(qū)動源。
如圖1所示，該驅(qū)動源即主軸電機主要由定子1和向該定子1通電后回轉(zhuǎn)的回轉(zhuǎn)體即轉(zhuǎn)子2構(gòu)成。定子1由固定在未圖示的機架上的定子輪轂11和固定在定子輪轂11上的定子構(gòu)件12構(gòu)成。定子輪轂11具有插通轉(zhuǎn)子2的回轉(zhuǎn)中心軸，即支承軸21的孔部13。并且，在該孔部13內(nèi)，置有作為轉(zhuǎn)子2的回轉(zhuǎn)中心軸，即支承軸21的軸承14。
作為回轉(zhuǎn)體的轉(zhuǎn)子2具有支承于定子1的回轉(zhuǎn)自如的支承軸21和將轉(zhuǎn)子磁鐵22固定在內(nèi)側(cè)的筒狀軛鐵23，與將該軛鐵23固定于一面?zhèn)鹊耐瑫r，與其中心位置插通固定有支承軸21的自動平衡裝置4形成一體。另外，轉(zhuǎn)子2的設置是，將支承軸21插入定子1的孔部13內(nèi)，由軸承14支承，并將轉(zhuǎn)子磁鐵22與定子構(gòu)件12作對向狀配置。
本實施形態(tài)的自動平衡裝置被固定在作為回轉(zhuǎn)體的轉(zhuǎn)子2的一部分、支承軸21上，與該支承軸21一體回轉(zhuǎn)。并且，在該自動平衡裝置4中，設置CD光磁盤等記錄媒體固定用的夾緊部(省略圖示)，在該自動平衡裝置4上固定著記錄媒體，即磁盤。由此利用主軸電機的驅(qū)動力使記錄媒體即磁盤和自動平衡裝置4一起回轉(zhuǎn)。另外，夾緊部和磁盤構(gòu)成了回轉(zhuǎn)體的一部分。
如此結(jié)構(gòu)的主軸電機一旦向定子構(gòu)件12的線圈12a通電，使定子構(gòu)件12磁化，就會在定子1與轉(zhuǎn)子2之間產(chǎn)生使包括轉(zhuǎn)子2在內(nèi)的回轉(zhuǎn)體回轉(zhuǎn)的磁場。在本實施形態(tài)中，當包括轉(zhuǎn)子2在內(nèi)的回轉(zhuǎn)體的回轉(zhuǎn)頻率超過共振頻率時(例如在本實施形態(tài)中轉(zhuǎn)速達到2000-3000rpm，參照圖6)，作為轉(zhuǎn)子2一部分、與轉(zhuǎn)子2一體組裝的自動平衡裝置4產(chǎn)生作用，可抑制該回轉(zhuǎn)體高速回轉(zhuǎn)時的振動。
(第1實施例的說明)自動平衡裝置4如圖1和圖2所示，其回轉(zhuǎn)中心插通固定在支承軸21上，由此作為轉(zhuǎn)子2的一部分進行回轉(zhuǎn)。該自動平衡裝置4包括插通固定于支承軸21上、并擁有內(nèi)部空間42的殼體41，設置在殼體41的內(nèi)部空間42的徑向內(nèi)側(cè)的環(huán)狀磁鐵43，以及配置在該環(huán)狀磁鐵43外周側(cè)的多邊形橡膠44(在本實施形態(tài)中為八角形、參照圖2)以及位于該多邊形(八角形)橡膠44外側(cè)、可在內(nèi)部空間42移動的多個平衡構(gòu)件，即球體45。
該自動平衡裝置4在回轉(zhuǎn)停止時和回轉(zhuǎn)初期，各個球體45由球狀磁鐵43的磁力吸引，保持在所定位置(下述的平面部44a)上。因此，在回轉(zhuǎn)初期，各個球體45與作為轉(zhuǎn)子2的回轉(zhuǎn)中心軸的支承軸21作一體回轉(zhuǎn)。
當轉(zhuǎn)子2的轉(zhuǎn)速增大、其轉(zhuǎn)速超過所定的回轉(zhuǎn)頻率(包括轉(zhuǎn)子2在內(nèi)的回轉(zhuǎn)體的共振頻率)時，可產(chǎn)生抑制包括轉(zhuǎn)子2在內(nèi)的回轉(zhuǎn)體振動的作用。即，一旦以共振頻率以上的回轉(zhuǎn)頻率的轉(zhuǎn)速回轉(zhuǎn)，則通常會產(chǎn)生回轉(zhuǎn)重心的極大振擺(雖然在共振頻率以下時也會產(chǎn)生振擺，但一旦達到共振頻率，則振擺變得極其大)，會引起回轉(zhuǎn)體的回轉(zhuǎn)振擺，但在本自動平衡裝置4中，多個球體45離開所定位置，各自在內(nèi)部空間42內(nèi)向回轉(zhuǎn)重心的反方向移動，其結(jié)果，可減小回轉(zhuǎn)重心的振擺，產(chǎn)生可抑止回轉(zhuǎn)體振動的作用。
下面，對第1實施形態(tài)的自動平衡裝置4的各部分具體結(jié)構(gòu)作出詳細說明。
殼體41由非磁性構(gòu)件，具體是由合成樹脂等形成，不受內(nèi)部配置的環(huán)狀磁鐵43的磁性影響。該殼體41的外形呈圓盤狀，內(nèi)部設有圓環(huán)狀圍住支承軸21的環(huán)形內(nèi)部空間42。即，殼體41包括在回轉(zhuǎn)中心側(cè)被固定在支承軸21上的軸固定部41a，外周側(cè)的圓筒狀壁部41b，連接軸固定部41a以及壁部41b一側(cè)端面的圓形的第1圓板部41c，與軸固定部41a以及壁部41b另一側(cè)端面連接的圓形第2圓板部41d。而且，在將這些部分形成一體的同時，將軛鐵23夾在壁部41b與第2圓板部41d之間進行插入成型。如此結(jié)構(gòu)的殼體41與支承軸21一體回轉(zhuǎn)。
又，在殼體41的內(nèi)部空間42的徑向內(nèi)側(cè)固定著環(huán)狀磁鐵43(在本實施形態(tài)中使用了圓形的環(huán)狀磁鐵)。該環(huán)狀磁鐵43的軸向尺寸大體與內(nèi)部空間42的軸向尺寸相同，配置在兩圓板部41c、41d上。該環(huán)狀磁鐵43可采用NeFeB系的燒結(jié)磁鐵、所謂的塑料磁體或橡膠磁體等。并且，鑒于由磁性體構(gòu)成的各個球體45的重量、多邊形(八角形)橡膠44的厚度以及回轉(zhuǎn)體的共振頻率等各種條件，應將該環(huán)狀磁鐵43的吸引力(磁力)設定為，在回轉(zhuǎn)體到達共振頻率時各個球體45可從環(huán)狀磁鐵43的附近位置向殼體41外側(cè)移動的形態(tài)。
如圖2和圖3所示，在環(huán)狀磁鐵43上，圓周方向形成與球體45數(shù)量相同、即，8個磁化部43。這8個磁化部43a沿圓周方向交替均等配置N極和S極，并且，各磁化部43的中心被配置在與下述的各平面部44a的各中心相對應的位置上。由此，球體45在轉(zhuǎn)子2停止時和回轉(zhuǎn)初期，被均等地保持在8個磁化部43a的外側(cè)部分。其結(jié)果，由于各個球體45被保持在偏向環(huán)狀磁鐵43外側(cè)的狀態(tài)，因此在回轉(zhuǎn)初期可防止產(chǎn)生轉(zhuǎn)子2的回轉(zhuǎn)不均衡的現(xiàn)象。
在環(huán)狀磁鐵43的外側(cè)，配置由磁性構(gòu)件構(gòu)成的多邊形(八角形)橡膠44。該多邊形(八角形)橡膠44是一種緩沖構(gòu)件，可防止各個球體45直接與環(huán)狀磁鐵43碰撞，并且可緩和球體45碰撞時的沖擊。為此，在回轉(zhuǎn)體停止等時，可防止硬的球體45被環(huán)狀磁體43吸引碰撞而發(fā)出的碰撞聲以及環(huán)狀磁鐵43或球體45受到損傷。
多邊形(八角形)橡膠44呈圓狀，其內(nèi)周面沿著環(huán)狀磁鐵43的外周面抵接，在外周面上，設有與球體45和環(huán)狀磁鐵43的極數(shù)(磁化部43a的數(shù)量)相同的8個平面部44a，在這8個平面部44a上，各個球體45在轉(zhuǎn)子2停止時和回轉(zhuǎn)初期分別各自保持1個。
又，在本發(fā)明中，由于在轉(zhuǎn)子2停止等時各個球體45由平面部44a保持，因此與傳統(tǒng)技術的由筒狀磁鐵的外周面保持的結(jié)構(gòu)相比，可提高切線方向的約束力。為此，因回轉(zhuǎn)初期的保持力很強，故回轉(zhuǎn)初期不會使球體45沿環(huán)狀磁鐵43的周圍移動。其結(jié)果，可防止球體45相互間的碰撞產(chǎn)生的碰撞聲和損傷。又由于這種球體45的保持力很強，因此不會產(chǎn)生回轉(zhuǎn)初期球體45向圓周方向移動使回轉(zhuǎn)振擺增大的不良現(xiàn)象。
在本實施形態(tài)中，緩沖構(gòu)件采用了由各平面部44a將支承軸21圍住的正多邊形即多邊形(八角形)橡膠44的結(jié)構(gòu)，但如果設置的平面部與球體45相同數(shù)量，則無需特意制成正多邊形。然而，若制成正多邊形，則保持球體45用的各平面部44a的面積也均等，不僅可使保持力各自均等，并且還可改善回轉(zhuǎn)平衡性，因此本實施形態(tài)采用了正多邊形結(jié)構(gòu)。另外，在本實施形態(tài)中，多邊形(八角形)橡膠44的外形制成八角形，但平面部44a的數(shù)量也可以不是8個，也可制成平面部的數(shù)量比八角形少的正多邊形或者平面部的數(shù)量比八角形多的正多邊形。
如此結(jié)構(gòu)的多邊形(八角形)橡膠44也與環(huán)狀磁鐵43一樣，軸向的尺寸大致與內(nèi)部空間42的軸向尺寸相同，兩圓板部41c、41d呈夾入狀配置。在本實施形態(tài)中，非磁性構(gòu)件的多邊形(八角形)橡膠是一種配置在環(huán)狀磁鐵43與各個球體45之間的緩沖構(gòu)件，但緩沖構(gòu)件也可采用由與環(huán)狀磁鐵43相同的構(gòu)件或不同的構(gòu)件磁性構(gòu)件或非磁性構(gòu)件。在采用磁性構(gòu)件時，在由這種磁性材料構(gòu)成的緩沖構(gòu)件上，也可與環(huán)狀磁鐵43一樣進行磁化，也可不進行磁化。
在多邊形(八角形)橡膠44外側(cè)的空間即多邊形(八角形)橡膠44與殼體41的壁部41b及兩圓板部41c、41d圍住的空間內(nèi)，放置有由磁性體的金屬構(gòu)件構(gòu)成的多個、具體是8個的可向圓周和徑向自由移動的球體45。這些球體45在轉(zhuǎn)子2停止時和回轉(zhuǎn)初期，利用磁力被環(huán)狀磁鐵43吸引，可固定保持在多邊形(八角形)橡膠44外側(cè)的各平面部44a上。
一旦轉(zhuǎn)子2的轉(zhuǎn)速增大，使回轉(zhuǎn)的回轉(zhuǎn)頻率超過共振頻率時，各個球體45就與環(huán)狀磁鐵43外側(cè)的各平面部44a分離，向內(nèi)部空間42的徑向外側(cè)即壁部41b一側(cè)移動。而且，其可在該壁部41b一側(cè)沿圓周方向作自由移動。因此，一旦回轉(zhuǎn)體的回轉(zhuǎn)頻率超過共振頻率造成回轉(zhuǎn)重心的極大振擺，多個球體45就會沿著壁部41b的內(nèi)側(cè)，向回轉(zhuǎn)重心傾倒一側(cè)相反的方向移動。其結(jié)果，多個球體45的移動使回轉(zhuǎn)重心向中心位置方向返回。通過進行這種動作，回轉(zhuǎn)體就可在抑制振動的回轉(zhuǎn)振擺小的狀態(tài)下回轉(zhuǎn)。
上述實施形態(tài)雖然是本發(fā)明較佳的實施例，但本發(fā)明并不限定于此，在不脫離本發(fā)明宗旨的范圍內(nèi)，也可作各種變化實施例。例如，在上述實施形態(tài)中，列舉了CD和光磁盤等圓盤狀的記錄媒體回轉(zhuǎn)操作用的驅(qū)動裝置一例，但本發(fā)明不限定于CD等記錄媒體回轉(zhuǎn)操作的裝置，只要是進行超過共振頻率的高速回轉(zhuǎn)的回轉(zhuǎn)體回轉(zhuǎn)操作的結(jié)構(gòu)，則對任何用途都會有效果。
又，在上述實施形態(tài)中，列舉了自動平衡裝置4作為轉(zhuǎn)子2的一部分進行一體組裝的一例，但自動平衡裝置4也可與圖10所示的傳統(tǒng)回轉(zhuǎn)操作裝置一樣，與轉(zhuǎn)子分開單獨構(gòu)成，固定在支承軸21上。
又，在上述實施形態(tài)中，在轉(zhuǎn)子2的回轉(zhuǎn)初期，為使球體45穩(wěn)固地保持在環(huán)狀磁鐵43的周圍，在環(huán)狀磁鐵43上設置與球體45相同數(shù)量的磁化部43a，并在多邊形(八角形)橡膠44上設置與球體45相同數(shù)量的平面部44a。但這兩種結(jié)構(gòu)(設置各磁化部43a和設置各平面部44a)即使各自單獨形成也會有效果，故也可采用其中之一種結(jié)構(gòu)。即，既可僅采用與球體45相同數(shù)量的平面部結(jié)構(gòu)，或者也可作成僅具有與球體45數(shù)量相同的極數(shù)的結(jié)構(gòu)。
又，也可使平面部44a與球體45的數(shù)量不等，平面部的數(shù)目可以比球體數(shù)多1個或2個，反之也可少于球體數(shù)。即使平面部44是1個，與1個也沒有的結(jié)構(gòu)相比，也可防止球體45的集中。另外，磁化部43a的數(shù)量也可多于球體45。
再者，在環(huán)狀磁鐵43的外側(cè)配置了作為緩沖構(gòu)件的多邊形(八角形)橡膠44，以防止球體45與環(huán)狀磁鐵43直接碰撞，但也可不設置緩沖構(gòu)件。在此場合，也可不將環(huán)狀磁鐵43制成圓形的環(huán)狀磁鐵，而制成在外周上具有與球體45相同數(shù)量的平面部的正多邊形，或者也可制成單純具有平面部的多邊形狀(不是正多邊形)。另外，也可不制成在外周上具有平面部的形狀，而是制成圓形的環(huán)狀磁鐵，使其具有與球體45相同數(shù)量的磁化部。在本實施形態(tài)中，由于將環(huán)狀磁鐵43不制成多邊形而改為圓形，在其外側(cè)配置正多邊形的橡膠構(gòu)件，因此，與由多邊形成型磁鐵的結(jié)構(gòu)相比，則便于成型。
又，在上述實施形態(tài)中，平衡構(gòu)件使用了球體45，但平衡構(gòu)件如果是圓柱狀或鼓形等、在殼體41的內(nèi)部空間42由磁力和離心力等可移動的形狀，則也可不用球體。另外，由磁力向環(huán)狀磁鐵43一側(cè)吸引，與內(nèi)部空間42的內(nèi)側(cè)碰撞時的那個碰撞面也可不采用象球體45一樣的凸面，而是采用凹面結(jié)構(gòu)。
(第2實施例的說明)下面說明第2實施形。與上述第1實施形態(tài)相同結(jié)構(gòu)的部位，注上同一符號，在此省略說明。
自動平衡裝置400如圖4和圖5所示，其回轉(zhuǎn)中心插通固定在支承軸21上，由此作為轉(zhuǎn)子2的一部分進行回轉(zhuǎn)。該自動平衡裝置4包括插通固定在支承軸21上、并擁有內(nèi)部空間42的殼體410，裝入殼體410的內(nèi)部空間42的徑向內(nèi)側(cè)的環(huán)狀磁鐵43，及可移動地配置在內(nèi)部空間42內(nèi)的多個平衡構(gòu)件，即，由磁性體形成的球體45。
該自動平衡裝置400在回轉(zhuǎn)體的回轉(zhuǎn)停止時和回轉(zhuǎn)初期，各個球體45由環(huán)狀磁鐵43的磁力吸引，將各個球體45保持在不向徑向外側(cè)移動的狀態(tài)。即，環(huán)狀磁鐵43在回轉(zhuǎn)體的回轉(zhuǎn)停止時和回轉(zhuǎn)初期成為球體45的保持部。為此，在回轉(zhuǎn)初期，各個球體45與回轉(zhuǎn)體的回轉(zhuǎn)中心軸即支承軸21一體回轉(zhuǎn)。
當回轉(zhuǎn)體的轉(zhuǎn)速增大、其轉(zhuǎn)速超過共振頻率時，可產(chǎn)生抑止回轉(zhuǎn)體振動的作用。即，一旦以超過共振頻率的回轉(zhuǎn)頻率的轉(zhuǎn)速進行回轉(zhuǎn)，則通常會產(chǎn)生回轉(zhuǎn)重心的極大振擺(雖然在共振頻率以下時也會產(chǎn)生振擺，但一旦達到共振頻率，則振擺變得極其大)，會引起回轉(zhuǎn)體的回轉(zhuǎn)振擺。但在本自動平衡裝置400中，多個球體45克服由環(huán)狀磁鐵43產(chǎn)生的保持力，向徑向外側(cè)移動，由下述的第1作用部(相當于第1階梯部46)使回轉(zhuǎn)振擺減小。
又，在此狀態(tài)下，如果轉(zhuǎn)速進一步增大，其轉(zhuǎn)速超過所定的回轉(zhuǎn)頻率(本實施形態(tài)約為7000rpm、參照圖6)使回轉(zhuǎn)振擺增大時，多個球體45就會從第1作用部向下述的第2作用部(相當于第2階梯部47)移動，由該第2作用部使回轉(zhuǎn)振擺減小。
在本實施形態(tài)中，第2作用部被設置在徑向的不同位置的多處，具體是2個部位上(相當于下述的第2階梯部47和最外周壁部48)。因此，在徑向內(nèi)側(cè)形成的第2階梯部47上，各個球體45一邊作圓周向移動，一邊減小回轉(zhuǎn)振擺的作用。此時，一旦轉(zhuǎn)速進一步增大，其轉(zhuǎn)速超過所定的回轉(zhuǎn)頻率(在本實施形態(tài)中相當于約1000rpm、參照圖6)，則各個球體45從第2階梯部47向配置在徑向外側(cè)的最外周壁部48移動，在該最外周壁部48使回轉(zhuǎn)振擺減小。
下面詳細說明自動平衡裝置400各部分的具體結(jié)構(gòu)。
殼體410由非磁性構(gòu)件，具體是合成樹脂等形成，不會受嵌埋入內(nèi)部的環(huán)狀磁鐵43的磁性影響。該殼體410的外形呈圓盤狀，內(nèi)部具有圍住支承軸21的圓環(huán)狀配置的內(nèi)部空間420。即，殼體410包括在回轉(zhuǎn)中心側(cè)插通固定支承軸21的中心部410a，外周側(cè)的圓筒狀壁部410b，與軸固定部410a以及壁部410b一側(cè)端面連接的圓形的第1圓板部410c、與軸固定部410a以及壁部410b另一側(cè)端面連接并具有多個階梯部46、47的圓形第2圓板部410d。另外，這些部分一體形成。如此結(jié)構(gòu)的殼體410與支承軸21一體回轉(zhuǎn)。
此外，在殼體410的中心部410a的軸周圍，裝有圓環(huán)狀的環(huán)狀磁鐵43。該環(huán)狀磁鐵43在回轉(zhuǎn)體停止時和回轉(zhuǎn)初期，由磁力將各個球體45保持，成為不能向徑向外側(cè)移動用的保持部。該環(huán)狀磁鐵43在回轉(zhuǎn)體的轉(zhuǎn)速降低時，由磁力將各個球體45向內(nèi)部空間420的徑向內(nèi)側(cè)吸引。
該環(huán)狀磁鐵43可采用NeFeB系的燒結(jié)磁鐵、所謂的塑料磁體或橡膠磁體等。并且，鑒于中心部410a的環(huán)狀磁鐵43外側(cè)部分的板厚、各個球體45的重量以及回轉(zhuǎn)體的共振頻率等各種條件，該環(huán)狀磁鐵43的吸引力(磁力)按照在回轉(zhuǎn)體的回轉(zhuǎn)頻率超過共振頻率之時，各個球體45可克服磁力，從環(huán)狀磁鐵43的附近位置分離，向殼體410外側(cè)移動的要求來進行設定。
又，在由上述第2圓板部410d構(gòu)成的內(nèi)部空間420的底面，形成第1階梯部46和第2階梯部47。第1階梯部46和第2階梯部47一起成為沿著底面的同一半徑上形成圓狀的階梯部。
從殼體410的內(nèi)部空間420的最內(nèi)周壁部49方向看，第1階梯部46被配置在徑向外側(cè)，從回轉(zhuǎn)體停止時和回轉(zhuǎn)初期由環(huán)狀磁鐵43保持的各個球體45的位置開始，沿著徑向外側(cè)形成。在回轉(zhuǎn)體的回轉(zhuǎn)頻率超過共振頻率使各個球體45向徑向外側(cè)移動(圖4中的箭頭A1所示)之時，該第1階梯部46由于可防止向其范圍以上的徑向外側(cè)移動，因此，在共振頻率以上的狀態(tài)下，成為了可利用各個球體45來抑止回轉(zhuǎn)的回轉(zhuǎn)體振動的第1作用部。
即，一旦回轉(zhuǎn)體的回轉(zhuǎn)頻率超過共振頻率(設定為當回轉(zhuǎn)體的轉(zhuǎn)速超過約2000-3000rpm時就到達了共振頻率)，則各個球體45克服由環(huán)狀磁鐵43的磁力形成的保持力，依靠離心力向徑向外側(cè)移動。第1階梯部46在由內(nèi)壁陰止各個球體45向徑向外側(cè)移動的同時，許可所述球體向圓周方向移動。為此，當回轉(zhuǎn)體的回轉(zhuǎn)超過共振頻率時，各個球體45在第1階梯部46上，向與回轉(zhuǎn)的回轉(zhuǎn)重心相反方向的圓周方向移動。
其結(jié)果，通常如圖6的虛線部分(參照箭頭X1)所示，在超過共振頻率時，回轉(zhuǎn)重心會較大偏移造成回轉(zhuǎn)振擺增大，但如圖6的實線部分(參照箭頭Y1)所示，由重心偏移造成的回轉(zhuǎn)振擺因各個球體45的移動相互抵消而減小，從而使回轉(zhuǎn)的回轉(zhuǎn)體不會產(chǎn)生回轉(zhuǎn)振擺。
第1階梯部46的高度(支承軸21的軸向高度)設定為比各個球體45的半徑r稍低一點。并且，該第1階梯部46相對于支承軸21上水平固定的殼體410的水平面，具有約88度的傾斜(臺階角度)。與該第1階梯部46徑向的中心位置的距離、上述高度和傾斜度(臺階角度)應按照回轉(zhuǎn)體的回轉(zhuǎn)在超過共振頻率以上的所定頻率(設定轉(zhuǎn)速為6000-7000rpm時)之時、各個球體45越過第1階梯部46進一步向徑向外側(cè)移動的要求來進行設定。因此，當回轉(zhuǎn)體的轉(zhuǎn)速超過約7000rpm時，各個球體45可進一步向徑向外側(cè)移動。
從第1階梯部46方向看，第2階梯部47被配置在徑向外側(cè)。該第2階梯部47由于可防止越過第1作用部即第1階梯部46向外側(cè)移動的各個球體45再朝向徑向外側(cè)的移動在一定范圍以上，因此，該階梯部成為可利用各個球體45來抑止約7000rpm以上回轉(zhuǎn)的回轉(zhuǎn)體振動的第2作用部。
即，一旦回轉(zhuǎn)體的頻率在超過共振頻率之后再超出所定頻率(與回轉(zhuǎn)茶杯的回轉(zhuǎn)約為7000rpm時相對應的頻率)，則各個球體45藉由離心力越過第1階梯部46向徑向外側(cè)移動(參照圖4的箭頭A2)。第2階梯部47在由內(nèi)壁阻止各個球體45向徑向外側(cè)移動的同時，也許可其向圓周方向移動。因此，一旦由第1階梯部46使各個球體45向圓周方向移動，抑制回轉(zhuǎn)振擺之后，再藉由進一步的回轉(zhuǎn)高速化再次使回轉(zhuǎn)體的回轉(zhuǎn)振擺增大，則各個球體45在第2階梯部47上，以與回轉(zhuǎn)體的回轉(zhuǎn)重心相反的方向作圓周向移動。
其結(jié)果，若不設置該第2階梯部47，如圖6的虛線部分(參照箭頭X2)所示，則在超過約7000rpm時使回轉(zhuǎn)重心偏移增大，造成回轉(zhuǎn)振擺增大。但如圖6的實線部分(參照箭頭Y2)所示，由重心偏移造成的回轉(zhuǎn)振擺因各個球體45的移動相互抵消而減小，從而使回轉(zhuǎn)的回轉(zhuǎn)體不會產(chǎn)生回轉(zhuǎn)振擺。
該第2階梯部47的高度(支承軸21的軸向高度)設定為比各個球體45的半徑r稍低、且稍高于第1階梯部46的高度。該第2階梯部47相對于支承軸21上水平固定的殼體410的水平面，具有約89度的傾斜(臺階角度)，設定為略比第1階梯部46豎立的角度。如此，配置在徑向外側(cè)的第2階梯部47的高度設定得比配置在內(nèi)側(cè)的第1階梯部46高，并且，將臺階角度也作為豎立的角度。這是因為，隨著朝向徑向外側(cè)的移動，可以相應于高速化，防止各個球體45向外側(cè)飛出。
又，距該第2階梯部47徑向的中心位置的距離、上述高度及傾斜度，可如同上述第1階梯部46進行設定，各個球體45使各個球體45在回轉(zhuǎn)體的回轉(zhuǎn)在超過共振頻率以上的所定頻率(設定轉(zhuǎn)速為10000rpm時)之時，可越過第2階梯部47，進一步向徑向外側(cè)移動。因此，當回轉(zhuǎn)體轉(zhuǎn)速超過約10000rpm時，各個球體45可進一步向徑向外側(cè)移動。
在殼體410的壁部410b的內(nèi)壁所形成的內(nèi)部空間420的最外周壁部48成為配置在上述第2階梯部47更外側(cè)上的第2作用部。即，最外周壁部48由于同樣可防止各個球體45越過第2作用部，即第2階梯部47向徑向外側(cè)的移動超過一定范圍以上，因此，可利用來抑制約10000rpm以上回轉(zhuǎn)的回轉(zhuǎn)體的振動。
即，一旦回轉(zhuǎn)體的回轉(zhuǎn)超過約10000rpm，則各個球體45利用離心力越過第2階梯部47向徑向外側(cè)移動(參照圖4的箭頭A3)。最外周壁部48在阻止該各個球體45向徑向外側(cè)移動的同時，容許向圓周方向的移動。因此，在由第2階梯部47使各個球體45向圓周方向移動來抑制回轉(zhuǎn)振擺之后，隨著進一步的回轉(zhuǎn)高速化再次使回轉(zhuǎn)體的回轉(zhuǎn)振擺增大時，則各個球體45在最外周壁部48上，向與回轉(zhuǎn)體的回轉(zhuǎn)重心相反方向的圓周方向移動。
其結(jié)果，若沒有該最外周壁部48的作用，則如圖6的虛線部分(參照箭頭X3)所示，在超過約10000rpm時，回轉(zhuǎn)重心偏移增大，造成回轉(zhuǎn)振擺增大，但如圖6的實線部分(參照箭頭Y3)所示，由該重心偏移造成的回轉(zhuǎn)振擺因各個球體45的移動相互抵消而減小，從而使回轉(zhuǎn)的回轉(zhuǎn)體不會產(chǎn)生回轉(zhuǎn)振擺。
在本實施形態(tài)中，在底面上的第1階梯部46與內(nèi)部空間42的最內(nèi)周壁部49之間、兩階梯部46、47之間、及在第2階梯部47與內(nèi)部空間42的最外周壁部48之間分別形成緩斜面。該緩斜面的結(jié)構(gòu)如上所述，由其高度朝向殼體410的徑向外側(cè)漸次升高。這種結(jié)構(gòu)是為使在上述內(nèi)部空間420內(nèi)向徑向外側(cè)移動的各個球體45在回轉(zhuǎn)體轉(zhuǎn)速下降時，便于向徑向內(nèi)側(cè)返回。
為此，在本實施形態(tài)中，例如在10000rpm以上的回轉(zhuǎn)速度下，向下減速時，各個球體45從最外周壁部48向第2階梯部47一側(cè)移動，從該第2階梯部47下落后，在與第2階梯部47的內(nèi)壁抵接的位置處可向圓周方向移動。另外，例如在7000rpm以上的回轉(zhuǎn)速度下向下減速時，各個球體45從第2階梯部47向第1階梯部46一側(cè)移動，從該第1階梯部46下落后，在與第1階梯部46的內(nèi)壁抵接的位置處可向圓周方向移動。即，在本實施形態(tài)中，各個球體45始終可向與轉(zhuǎn)速配合的作用部順利地移動。其結(jié)果，各個球體45對回轉(zhuǎn)體的回轉(zhuǎn)重心晃動的方向產(chǎn)生作用，由此可防止各個球體45相互間碰撞產(chǎn)生的碰撞聲。
在本實施形態(tài)中，緩斜面系作成上述的結(jié)構(gòu)，但也可不設置這樣的緩斜面，而將其改為使位于底面上的各階梯部間相對支承軸21形成水平的面。此時，各個球體45僅需利用環(huán)狀磁鐵43的磁力，即可返回至徑向內(nèi)側(cè)。
一旦回轉(zhuǎn)體的轉(zhuǎn)速增大，使回轉(zhuǎn)頻率超過共振頻率，則各個球體45就會從成為環(huán)狀磁鐵43外側(cè)的最內(nèi)周部49分離，移向內(nèi)部空間420的徑向外側(cè)。并且，在由上述第1階梯部46阻止其朝向徑向外側(cè)的移動超過一定范圍的同時，在該第1階梯部46上可沿圓周方向自由移動。因此，當回轉(zhuǎn)體的回轉(zhuǎn)頻率超過共振頻率而產(chǎn)生回轉(zhuǎn)重心的極大振擺時，多個球體45沿著第1階梯部46的內(nèi)壁向回轉(zhuǎn)重心傾斜一側(cè)相反的方向移動。其結(jié)果，回轉(zhuǎn)重心因多個球體45的移動而向中心位置返回。由于一直進行這樣的動作，因此回轉(zhuǎn)體可在1振動受到抑止、回轉(zhuǎn)振擺極小的狀態(tài)下進行回轉(zhuǎn)。
在此狀態(tài)下，一旦回轉(zhuǎn)體的轉(zhuǎn)速進一步增大，使回轉(zhuǎn)頻率超過所定值(超過與約7000rpm相對應的回轉(zhuǎn)頻率)，則各個球體45越過第1階梯部46，移向內(nèi)部空間420的徑向外側(cè)。而且，在由上述第2階梯部47阻止其朝向徑向外側(cè)的移動超過一定范圍的同時，在該第2階梯部47上可沿圓周方向作自由移動。由此，當回轉(zhuǎn)體的回轉(zhuǎn)頻率超過該所定值而產(chǎn)生回轉(zhuǎn)重心的極大振擺時，多個球體45沿第2階梯部47的內(nèi)壁，向著與回轉(zhuǎn)重心傾斜一側(cè)方向相反的方向移動。其結(jié)果，回轉(zhuǎn)重心因多個球體45的移動而向中心位置返回。由于一直進行這樣的動作，因此回轉(zhuǎn)體可在抑止振動的回轉(zhuǎn)振擺極小的狀態(tài)下進行回轉(zhuǎn)。
又，在此狀態(tài)下，一旦回轉(zhuǎn)體的轉(zhuǎn)速進一步增大，使回轉(zhuǎn)頻率超過所定值(超過與約10000rpm相對應的回轉(zhuǎn)頻率)，則各個球體45越過第2階梯部47，移向內(nèi)部空間420的徑向外側(cè)。并且，在由上述最外周壁部48阻止上述朝向徑向外側(cè)的移動不超過一定范圍的同時，在該最外周壁部48上可沿圓周方向自由移動。如此，當回轉(zhuǎn)體的回轉(zhuǎn)頻率超過該所定值而產(chǎn)生回轉(zhuǎn)重心的極大振擺時，多個球體45沿著最外周壁部48的內(nèi)壁，向著與回轉(zhuǎn)重心傾斜一側(cè)相反的方向移動。其結(jié)果，回轉(zhuǎn)重心因多個球體45的移動而向中心位置返回。由于一直進行這樣的動作，因此回轉(zhuǎn)體可在抑止振動的回轉(zhuǎn)振擺極小的狀態(tài)下進行回轉(zhuǎn)。
上述實施形態(tài)雖然是本發(fā)明較佳的實施例，但本發(fā)明并不限定于此，在不脫離本發(fā)明宗旨的范圍內(nèi)可作各種變化實施例。例如，在上述實施形態(tài)中，列舉了CD和光磁盤等的圓盤狀記錄媒體回轉(zhuǎn)操作用的驅(qū)動裝置一例，但本發(fā)明不限定于CD等記錄媒體的回轉(zhuǎn)操作裝置，只要是進行共振頻率以上的高速回轉(zhuǎn)的回轉(zhuǎn)體回轉(zhuǎn)操作的機構(gòu)，對任何用途都會有效果。
又，在上述實施形態(tài)中，列舉了將自動平衡裝置400作為轉(zhuǎn)子2的一部分一體組裝的示例，但也可與圖10所示的傳統(tǒng)的回轉(zhuǎn)操作裝置一樣，自動平衡裝置400與轉(zhuǎn)子分開單獨構(gòu)成，固定在支承軸21上。
又，在上述實施形態(tài)中，系將非磁性的殼體410的內(nèi)部空間420制成在由第2圓板部410d構(gòu)成的底面上具有兩個階梯部46、47的形狀，將第1階梯部46作為第1作用部，將第2階梯部47和最外周壁部48的兩個部位分別作為第2作用部，但也可增設更多的階梯部來作為第2作用部，也可只設置1個階梯部，將最外周壁部48作為第2作用部。
再有，如圖7所示，內(nèi)部空間420也可采用在由第1圓板部410c構(gòu)成的頂板一側(cè)也設置有階梯部的結(jié)構(gòu)。采用這一結(jié)構(gòu)，即能改善殼體410的內(nèi)周側(cè)與外周側(cè)的重量平衡，保持回轉(zhuǎn)平衡穩(wěn)定。
又，如圖8所示，也可在各階梯部46、47分別設置凸緣46a、47a。采用這種結(jié)構(gòu)，在從環(huán)狀磁鐵43的外周部分向第1階梯部46移動時和從第1階梯部46向第2階梯部47移動時，可防止各個球體45在離心力作用下，在分別與各階梯部46、47碰撞的情況下登上各階梯部46、47的不良現(xiàn)象。
又，如圖9所示，也可在轉(zhuǎn)子2停止時和回轉(zhuǎn)初期的各個球體45的保持位置即環(huán)狀磁鐵43外周附近部位的各個球體45的保持位置上的底面設置環(huán)狀的空孔49a。采用這種結(jié)構(gòu)，可穩(wěn)定保持在各個球體45的保持位置上。
再有，在上述實施形態(tài)中，是將環(huán)狀磁鐵43埋入殼體410的中心部410a，將該環(huán)狀磁鐵43作為回轉(zhuǎn)體停止時和回轉(zhuǎn)初期的各個球體45的保持部，但也可不采用將該環(huán)狀磁鐵43埋入的方法，而是用其它方法來保持各個球體45。此時，各個球體45也可不用磁性構(gòu)件構(gòu)成。
例如，與上述實施形態(tài)的結(jié)構(gòu)相比較，也可將第1階梯部46的位置靠近中心部410a一側(cè)，將第1階梯部46與中心部410a的徑向距離作為球體45的大致直徑尺寸，以此來保持該第1階梯部46。此時，將配置在第1階梯部46外側(cè)的第2階梯部47作為第1作用部，將配置在其外側(cè)的最外周壁部48作為第2作用部即可。
又例如，也可在殼體410底面的第1階梯部46與中心部410a之間形成環(huán)狀槽，將該槽作為回轉(zhuǎn)體停止時和回轉(zhuǎn)初期的保持部。
在上述實施形態(tài)中，只需用環(huán)狀磁鐵43的磁力來保持回轉(zhuǎn)體回轉(zhuǎn)初期的各個球體45。因此，在此結(jié)構(gòu)中，在回轉(zhuǎn)體的回轉(zhuǎn)初期，有可能會產(chǎn)生各個球體45在該離心力的作用下沿著最內(nèi)周壁部49作圓周方向移動的現(xiàn)象。一旦出現(xiàn)這種移動，則會使各個球體45相互碰撞而產(chǎn)生碰撞聲，或者在回轉(zhuǎn)體停止后將各個球體45保持在環(huán)狀磁鐵43周圍的偏斜位置上。因此，若采用以下結(jié)構(gòu)，也可阻止回轉(zhuǎn)初期各個球體45向圓周方向的移動。
例如，也可在殼體41、410底面的第1階梯部46與中心部41a、410a之間設置放射狀槽，使各個球體45落入該槽內(nèi)，以阻止向圓周方向的移動。又，也可以在殼體41、410的最內(nèi)周壁部49上設置放射狀的分隔壁，由該分隔壁來阻止各個球體45向圓周方向移動。
另外，在第2實施形態(tài)所示的自動平衡裝置410上，也可形成上述第1實施形態(tài)所示的自動平衡裝置41的緩沖構(gòu)件等。
如上所述，本發(fā)明的自動平衡裝置在與支承軸一體回轉(zhuǎn)的殼體內(nèi)的環(huán)狀磁鐵的外周側(cè)設置平面部。因此，由磁性體形成的各平衡構(gòu)件可分散保持在平面部上，就不容易產(chǎn)生在回轉(zhuǎn)停止等時集中固定在1個部位的問題。在回轉(zhuǎn)初期可防止重心偏斜造成的回轉(zhuǎn)振擺增大。并且，由于不是象以往那樣固定在圓筒狀構(gòu)件的外周面，而是由平面部來固定各平衡構(gòu)件，因此，可阻止回轉(zhuǎn)初期的平衡構(gòu)件向圓周方向的移動。可防止因平衡構(gòu)件的移動產(chǎn)生的回轉(zhuǎn)振擺以及各平衡構(gòu)件相互間的碰撞。
本發(fā)明又一方面的自動平衡裝置是，在與支承軸一體回轉(zhuǎn)的殼體內(nèi)的環(huán)狀磁鐵的外周面設置與平衡構(gòu)件相同數(shù)量或多于平衡構(gòu)件數(shù)的磁化部，利用這些磁化部來保持平衡構(gòu)件。因此，由磁性體形成的各平衡構(gòu)件可分散保持在各磁化部上，不會產(chǎn)生在回轉(zhuǎn)停止等時集中固定在1個部位的問題，在回轉(zhuǎn)初期可防止重心偏斜造成的回轉(zhuǎn)振擺增大。并且，可阻止回轉(zhuǎn)初期的平衡構(gòu)件向圓周方向的移動?？煞乐挂蚱胶鈽?gòu)件的移動產(chǎn)生的回轉(zhuǎn)振擺以及各平衡構(gòu)件相互間的碰撞。
如上所述，本發(fā)明的自動平衡裝置不僅具有在與支承軸一體回轉(zhuǎn)的殼體內(nèi)部空間內(nèi)可移動配置的多個平衡構(gòu)件，并且還具有第1作用部和第2作用部。該第1作用部的作用是由保持部來保持回轉(zhuǎn)體停止時和回轉(zhuǎn)初期的多個平衡構(gòu)件，當回轉(zhuǎn)體的回轉(zhuǎn)頻率超過共振頻率，多個平衡構(gòu)件向徑向外側(cè)移動之時，由多個平衡構(gòu)件來抑止回轉(zhuǎn)體的振動。該第2作用部的作用是當轉(zhuǎn)速進一步增大時，由多個平衡構(gòu)件來抑止回轉(zhuǎn)體的振動。
因此，當回轉(zhuǎn)體的回轉(zhuǎn)頻率超過共振頻率之時，作為第1階段，其作用是，平衡構(gòu)件從回轉(zhuǎn)停止時和回轉(zhuǎn)初期的保持位置向第1作用部移動，以此來抑制回轉(zhuǎn)體的振動和回轉(zhuǎn)振擺。當回轉(zhuǎn)體進一步高速化之時，作為第2階段的作用是，平衡構(gòu)件從第1作用部向第2作用部移動，以此來抑止高速化的回轉(zhuǎn)體的回轉(zhuǎn)振擺。由此，可廣泛地適應超過共振頻率的回轉(zhuǎn)區(qū)域，抑止回轉(zhuǎn)體的回轉(zhuǎn)振擺。并且，通過將回轉(zhuǎn)體的共振頻率設定得低一些，還可抑止低速回轉(zhuǎn)時的回轉(zhuǎn)振擺的增大。
權(quán)利要求
1．一種自動平衡裝置，上述自動平衡裝置包括固定在通過驅(qū)動源轉(zhuǎn)動的支承軸上、并與該支承軸一體回轉(zhuǎn)的殼體，配置在該殼體形成的內(nèi)部空間的徑向內(nèi)側(cè)的環(huán)狀磁鐵，及可在殼體內(nèi)部空間移動、并由環(huán)狀磁鐵的磁力吸引的多個磁性體構(gòu)成的平衡構(gòu)件，所述自動平衡裝置在與殼體一體回轉(zhuǎn)的回轉(zhuǎn)體的回轉(zhuǎn)頻率超過共振頻率時，可抑止回轉(zhuǎn)體的振動，其特征在于，在所述環(huán)狀磁鐵的外周側(cè)設有平面部。
2．如權(quán)利要求1所述的自動平衡裝置，其特征在于，在所述環(huán)狀磁鐵的外周側(cè)設置其數(shù)量與所述平衡構(gòu)件數(shù)相同的所述平面部。
3．一種自動平衡裝置，所述自動平衡裝置包括固定在通過驅(qū)動源轉(zhuǎn)動的支承軸上并與該支承軸一體回轉(zhuǎn)的殼體，配置在該殼體形成的內(nèi)部空間的徑向內(nèi)側(cè)的環(huán)狀磁鐵，及可在殼體內(nèi)部空間移動、并由環(huán)狀磁鐵的磁力吸引的多個磁性體構(gòu)成的平衡構(gòu)件，所述自動平衡裝置在與殼體一體回轉(zhuǎn)的回轉(zhuǎn)體的回轉(zhuǎn)頻率超過共振頻率時，可抑止回轉(zhuǎn)體的振動，其特征在于，在所述環(huán)狀磁鐵的外周側(cè)形成其數(shù)量與所述平衡構(gòu)件數(shù)相同或多于所述平衡構(gòu)件數(shù)的磁化部。
4．如權(quán)利要求1至3之任一項所述的自動平衡裝置，其特征在于，沿著所述環(huán)狀磁鐵的外周側(cè)設置緩沖構(gòu)件，所述緩沖構(gòu)件不僅可防止所述平衡構(gòu)件直接與所述環(huán)狀磁鐵碰撞，并且可緩和所述平衡構(gòu)件碰撞時的沖擊；在所述緩沖構(gòu)件的外周面設有平面部，與該平面部相對應，在所述環(huán)狀磁鐵上設置徑向的磁化部。
5．如權(quán)利要求4所述的自動平衡裝置，其特征在于，所述緩沖構(gòu)件由磁性構(gòu)件形成。
6．如權(quán)利要求1至5中之任一項所述的自動平衡裝置，其特征在于，在所述環(huán)狀磁鐵的外周側(cè)形成圍住所述支承軸的正多邊形。
7．一種自動平衡裝置，所述自動平衡裝置包括固定在通過驅(qū)動源回轉(zhuǎn)動的支承軸上并與該支承軸一體回轉(zhuǎn)的殼體，和配置在該殼體形成的內(nèi)部空間的可移動的多個平衡構(gòu)件，所述自動平衡裝置在與殼體一體回轉(zhuǎn)的回轉(zhuǎn)體的回轉(zhuǎn)頻率超過共振頻率時，可抑止回轉(zhuǎn)體的振動，其特征在于，在所述殼體內(nèi)，設置有保持部、第1作用部和第2作用部。所述保持部可阻止回轉(zhuǎn)停止時和回轉(zhuǎn)初期的所述多個平衡構(gòu)件向徑向外側(cè)的移動；所述第1作用部的作用是在所述回轉(zhuǎn)體的回轉(zhuǎn)頻率超過共振頻率、所述多個平衡構(gòu)件克服所述保持部的保持力，向徑向外側(cè)移動時，防止其朝向徑向外側(cè)的移動超過一定的范圍，藉此抑止所述回轉(zhuǎn)體的振動；所述第2作用部的作用是，在所述回轉(zhuǎn)體的回轉(zhuǎn)頻率超過共振頻率之后再超出所定數(shù)值、所述多個平衡構(gòu)件向徑向外側(cè)進一步移動時，防止其朝向徑向外側(cè)的移動超過一定的范圍，藉此抑制以超過上述所定數(shù)值的回轉(zhuǎn)頻率回轉(zhuǎn)的、所述回轉(zhuǎn)體的振動。
8．如權(quán)利要求7所述的自動平衡裝置，其特征在于，在徑向的不同位置上設置多個所述第2作用部，當所述多個平衡構(gòu)件超越配置在徑向內(nèi)側(cè)的第2作用部移向徑向外側(cè)時，由配置在徑向外側(cè)的第2作用部來防止其防止其朝向徑向外側(cè)的移動超過一定的范圍。
9．如權(quán)利要求7所述的自動平衡裝置，其特征在于，所述平衡構(gòu)件由磁性體構(gòu)成的同時，所述保持部由配置在所述殼體內(nèi)部空間的徑向內(nèi)側(cè)的環(huán)狀磁鐵所構(gòu)成。
10．如權(quán)利要求7所述的自動平衡裝置，其特征在于，所述保持部由在所述殼體內(nèi)部一側(cè)面上形成所述多個平衡構(gòu)件臺階狀的階梯部構(gòu)成。
11．如權(quán)利要求7所述的自動平衡裝置，其特征在于，所述保持部由在所述殼體內(nèi)部空間的徑向內(nèi)側(cè)、且在殼體內(nèi)部一側(cè)的面上形成的槽構(gòu)成。
12．如權(quán)利要求7至11中之任一項所述的自動平衡裝置，其特征在于，在所述保持部上設置有阻止所述平衡構(gòu)件向圓周方向移動的阻止裝置。
13．如權(quán)利要求7至12中之任一項所述的自動平衡裝置，其特征在于，所述第1和第2作用部中之至少1個作用部由在各自所述殼體內(nèi)部一側(cè)的面上形成所述多個平衡構(gòu)件臺階狀的階梯部構(gòu)成。
14．如權(quán)利要求13所述的自動平衡裝置，其特征在于，構(gòu)成所述第1和第2作用部的各階梯部高度設定為大致與配置在所述殼體徑向外側(cè)的部件一樣高。
15．如權(quán)利要求13所述的自動平衡裝置，其特征在于，構(gòu)成所述第1和第2作用部的各階梯部的臺階角度設定為，大致與配置在所述殼體徑向外側(cè)的部件一樣的豎立角度。
16．如權(quán)利要求12至15中之任一項所述的自動平衡裝置，其特征在于，所述殼體一側(cè)面的各階梯部間由其高度朝向所述殼體徑向外側(cè)漸次整高的緩斜面構(gòu)成。
17．一種自動平衡裝置，所述自動平衡裝置包括固定在通過驅(qū)動源轉(zhuǎn)動的支承軸上并與該支承軸一體回轉(zhuǎn)的殼體，配置在該殼體形成的內(nèi)部空間的徑向內(nèi)側(cè)的環(huán)狀磁鐵，及可在殼體內(nèi)部空間移動、并由環(huán)狀磁鐵的磁力吸引的多個磁性體構(gòu)成的平衡構(gòu)件，所述自動平衡裝置在與殼體一體回轉(zhuǎn)的回轉(zhuǎn)體的回轉(zhuǎn)頻率超過共振頻率時，可抑止回轉(zhuǎn)體的振動，其特征在于，在所述環(huán)狀磁鐵的外周側(cè)設有平面部。
18．如權(quán)利要求17所述的自動平衡裝置，其特征在于，在所述環(huán)狀磁鐵的外周側(cè)設置其數(shù)量與所述平衡構(gòu)件相同的所述平面部。
19．一種自動平衡裝置，所述自動平衡裝置包括固定在通過驅(qū)動源回轉(zhuǎn)的支承軸上并與該支承軸一體回轉(zhuǎn)的殼體，配置在該殼體形成的內(nèi)部空間的徑向內(nèi)側(cè)的環(huán)狀磁鐵，及可在殼體內(nèi)部空間移動、并由環(huán)狀磁鐵的磁力吸引的多個磁性體構(gòu)成的平衡構(gòu)件，所述自動平衡裝置在與殼體一體回轉(zhuǎn)的回轉(zhuǎn)體的回轉(zhuǎn)頻率超過共振頻率時，可抑止回轉(zhuǎn)體的振動，其特征在于，在所述環(huán)狀磁鐵的外周側(cè)形成其數(shù)量與所述平衡構(gòu)件相同或多于所述平衡構(gòu)件數(shù)的磁化部。
20．如權(quán)利要求7至9中任一項所述的自動平衡裝置，其特征在于，沿著所述環(huán)狀磁鐵的外周面設置緩沖構(gòu)件，所述緩沖構(gòu)件不僅可防止所述平衡構(gòu)件直接與所述環(huán)狀磁鐵碰撞，并且可緩和所述平衡構(gòu)件碰撞時的沖擊；在所述緩沖構(gòu)件的外周面設有平面部；與該平面部相對應，在所述環(huán)狀磁鐵上設置徑向的磁化部。
21．如權(quán)利要求10所述的自動平衡裝置，其特征在于，所述緩沖構(gòu)件由磁性構(gòu)件形成。
22．如權(quán)利要求7至11中之任一項所述的自動平衡裝置，其特征在于，在所述環(huán)狀磁鐵的外周側(cè)形成圍住所述支承軸的正多邊形。
全文摘要
一種自動平衡裝置,包括殼體、環(huán)狀磁鐵和由多個磁性體構(gòu)成的平衡構(gòu)件,環(huán)狀磁鐵的外周側(cè)形成平面部,自動平衡裝置與包括支承軸和轉(zhuǎn)子等回轉(zhuǎn)體一體回轉(zhuǎn),在回轉(zhuǎn)體的回轉(zhuǎn)頻率超過共振頻率時可抑止回轉(zhuǎn)體振動,在回轉(zhuǎn)初期利用環(huán)狀磁鐵的磁力將平衡構(gòu)件保持在平面部上。又,所述多個平衡構(gòu)件可在該殼體內(nèi)部空間移動,在殼體內(nèi)可設有保持部、第1作用部和第2作用部,在回轉(zhuǎn)體以低于共振頻率的低速或大大超過共振頻率的超高速回轉(zhuǎn)時可抑止回轉(zhuǎn)振擺。
文檔編號G11B33/08GK1306332SQ0013776
公開日2001年8月1日 申請日期2000年12月29日 優(yōu)先權(quán)日2000年1月18日
發(fā)明者菊池良巳, 樋口大輔, 楊建福 申請人:株式會社三協(xié)精機制作所